Diseño y construcción de un prototipo de generación eléctrica a partir de una bicicleta estática

Abstract

El presente proyecto consiste en diseñar un prototipo para aprovechar la energía residual del volante de inercia de las bicicletas estáticas, el cual hace uso de la capacidad de propulsión del cuerpo humano. Los objetivos propuestos se consiguieron partiendo con la selección de un sistema de transmisión de potencia adecuado, el cual se utilizó el método de cadena de rodillos ya que es un sistema bastante eficiente al momento de transportar la potencia mecánica, algo fundamental a considerar para elegir los materiales fue de que no sean muy voluminosos para que no dificulten la actividad física en la bicicleta estática. Para acoplar el generador de corriente continua de 350 W a la estructura de la bicicleta estática, se emplearon abrazaderas tipo U de 1 1/2 in, adicional se elaboró los diagramas de conexión para detallar la disposición de los elementos electrónicos. Para determinar el rendimiento del prototipo construido se realizó pruebas de funcionamiento con un grupo experimental en un rango de edad entre los 23 y 35 años de edad, con ello se determinó los parámetros de tensión 13.51 V, corriente de 4.33 A y una potencia generada de 58.43 W datos fundamentales para poder determinar la eficiencia del prototipo la cual se obtuvo un valor del 13 %, considerando las pérdidas debido a la fricción y los diferentes factores eléctricos que intervienen, es un valor aceptable según Reyes (2021), si tenemos en cuenta la eficiencia entregada por una célula fotovoltaica de silicio que es entre un 4 y 17%. Con el sistema implementado se define los parámetros de generación eléctrica del prototipo con los cuales se puede cubrir una demanda energética, por tal motivo se desarrolló una ficha técnica donde se puede evidenciar los parámetros relevantes del sistema de generación. También se realizó un análisis de costos unitarios de los equipos, con la finalidad de obtener un valor del presupuesto aproximado para la implementación del sistema de generación eléctrica y así también determinar el tiempo de retorno de la inversión el cual se obtuvo un tiempo de retorno de 10 años lo cual lo convierte en un proyecto no rentable.

Palabras clave: bicicleta estática, energía residual, energía renovable, generador de corriente continua, corriente, potencia.